(57)【要約】【課題】  屈折率が大きく相違しない樹脂から形成するとともに視野角を拡大することのできる光拡散シートを提供する。【解決手段】  平坦な入射面と、入射面に平行な出射面とを有する拡散シートは、シート本体と、シート本体内の出射面側に埋め込まれ、出射面側に向かって広がる複数の略くさび形部分と、を備えている。略くさび形部分はシート本体より低屈折率となっている。略くさび形部分の側面は折れ面によって形成されており、側面の各折れ面と入射面の垂線とがなす角度は出射面側に近づくのに従って大きくなっている。略くさび形部分の入射面側の先端は入射面と平行な平坦面を有している。【選択図】  図１
2005157216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な入射面と、入射面に平行な出射面とを有する光拡散シートにおいて、
シート本体と、
シート本体内の出射面側に埋め込まれ、出射面側に向かって広がり、シート本体より低屈折率の樹脂からなる複数の略くさび形部分と、を備え、
略くさび形部分の側面は折れ面によって形成されており、側面の各折れ面と入射面の垂線とがなす角度は出射面側に近づくのに従って大きくなり、
略くさび形部分の入射面側の先端は入射面と平行な平坦面を有することを特徴とする光拡散シート。
【請求項２】
略くさび形部分の側面のうち最も出射面側の折れ面と入射面の垂線とがなす角度は、略くさび形部分の側面のうち最も入射面側の折れ面と入射面の垂線とがなす角度の２倍以上であることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【請求項３】
入射面の垂線に対して０°から３０°の範囲で入射された光のうち、出射面で全反射される比率が０．１％から３％の範囲となるように調整されていることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【請求項４】
シート本体の屈折率に対する略くさび形部分の屈折率の比の値が０．９０から０．９７の範囲であることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【請求項５】
入射面に垂直な入射光のうち、略くさび形部分の側面で２回以上全反射する比率が１％以上となるように調整されていることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【請求項６】
シート本体の出射面側に、補助拡散層をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【請求項７】
略くさび形部分は一定間隔をおいて配置され、
略くさび形部分の平坦面の断面長さをＷとし、各くさび形部分の配置間隔をＰとしたとき、
Ｗ＝０．１Ｐ〜０．２Ｐとなることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）やプロジェクションスクリーン等に用いられる光拡散シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤやプロジェクションスクリーン等においては、観察者が広い視野角で映像を観察することができるように、光拡散シートを用いたものが知られている。
【０００３】
このような光拡散シートとして、半円柱状のレンズが一つの平面上に並列配置されたレンチキュラーレンズや、屈折率の異なる樹脂を組み合わせたシート（例えば特許文献１）が知られている。
【０００４】
また、これらのシートを組み合わせて用いることも行われている。
【特許文献１】特表２００３−５０４６９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、平坦でないレンチキュラーレンズをＬＣＤ表面に貼り付けて用いる場合、レンチキュラーレンズ表面の凹凸を接着剤で埋めてしまうことになる。多くの場合、接着剤の屈折率とレンチキュラーレンズの屈折率とは大きく相違しないため、レンチキュラーレンズの凹凸形状に基づいて発揮される光拡散効果は失われる。
【０００６】
また、屈折率の高い樹脂と屈折率の低い樹脂は高価である。入射光を広角度に拡散させるために光拡散シートを形成する樹脂の屈折率を大きく変化させようとすると、少なくとも一方は高価な樹脂を用いることになり、光拡散シートの製造原価が高額となってしまう。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、屈折率が大きく相違しない樹脂から形成するとともに視野角を拡大することのできる光拡散シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、平坦な入射面と、入射面に平行な出射面とを有する光拡散シートにおいて、シート本体と、シート本体内の出射面側に埋め込まれ、出射面側に向かって広がり、シート本体より低屈折率の樹脂からなる複数の略くさび形部分とを備え、略くさび形部分の側面は折れ面によって形成されており、側面の各折れ面と入射面の垂線とがなす角度は出射面側に近づくのに従って大きくなり、略くさび形部分の入射面側の先端は入射面と平行な平坦面を有することを特徴とする光拡散シートである。
【０００９】
本発明は、略くさび形部分の側面のうち最も出射面側の折れ面と入射面の垂線とがなす角度は、略くさび形部分の側面のうち最も入射面側の折れ面と入射面の垂線とがなす角度の２倍以上であることを特徴とする光拡散シートである。
【００１０】
本発明は、入射面の垂線に対して０°から３０°の範囲で入射された光のうち、出射面で全反射される比率が０．１％から３％の範囲となるように調整されていることを特徴とする光拡散シートである。
【００１１】
本発明は、シート本体の屈折率に対する略くさび形部分の屈折率の比の値が０．９０から０．９７の範囲であることを特徴とする光拡散シートである。
【００１２】
本発明は、入射面に垂直な入射光のうち、略くさび形部分の側面で２回以上全反射する比率が１％以上となるように調整されていることを特徴とする光拡散シートである。
【００１３】
本発明は、シート本体の出射面側に、補助拡散層をさらに備えたことを特徴とする光拡散シートである。
【００１４】
本発明は、略くさび形部分は一定間隔をおいて配置され、略くさび形部分の平坦面の断面長さをＷとし、各くさび形部分の配置間隔をＰとしたとき、Ｗ＝０．１Ｐ〜０．２Ｐとなることを特徴とする光拡散シートである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シート本体に埋め込まれた略くさび形部分の側面の各折れ面の幅と入射面の垂線に対する傾斜角度とを調節することにより、シート本体の屈折率と略くさび形部分の屈折率とを大きく相違させることなく、入射光を広範囲の拡散角度に拡散させて出射面から出射することができる。また、各拡散角度における出射光の輝度の変化が滑らかとなるように調整することができる。
【００１６】
また、略くさび形部分の配置間隔に対して平坦面の断面長さを調節することにより、入射面に対して傾斜して入射した光を拡散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本実施の形態の光拡散シートの断面図であり、図８は図１に示す光拡散シートに入射面に垂直な光を入射させた場合の光路を示す図であり、図９は図１に示す光拡散シートに入射面の垂線に対して１０°傾斜した光を入射させた場合の光路を示す図であり、図１０は図１に示す光拡散シートに入射面の垂線に対して２０°傾斜した光を入射させた場合の光路を示す図である。
【００１９】
光拡散シート１０はＬＣＤやプロジェクションスクリーンの投射装置等に向けられる平坦な入射面１０ａと、入射面１０ａに平行な出射面１０ｂとを有している。この光拡散シート１０は、ＬＣＤやプロジェクションスクリーンの投射装置等から入射面１０ａに入射される映像光を反射、屈折させることにより入射光を出射面１０ｂから広範囲の角度に拡散させて出射するものであり、これにより、観察者がＬＣＤやプロジェクションスクリーンの映像を広い視野角から観察することができる。
【００２０】
まず、光拡散シート１０をＬＣＤまたはプロジェクションスクリーンに用いた場合に光拡散シート１０に入射される光について説明する。ＬＣＤからの出射光はＬＣＤ出射面の垂線に対して略０°から３０°傾斜して出射され、その大部分はＬＣＤ出射面に対して略垂直に出射される。すなわち光拡散シートをＬＣＤに用いた場合において光拡散シート１０に入射される光は、入射面１０ａの垂線に対して０°から３０°傾斜して入射され、その大部分は入射面１０ａに対して略垂直となっている。一方、プロジェクションスクリーンの投射装置から出射される光は、事前にフレネルレンズ等を用いて光拡散シート１０の入射面１０ａに対して略垂直方向となるよう通常調整される。したがって、光拡散シート１０をプロジェクションスクリーンに用いた場合、光拡散シート１０に入射される光は光拡散シート１０の入射面１０ａに対して略垂直となっている。
【００２１】
次に光拡散シート１０について説明する。図１に示すように、光拡散シート１０はシート本体１１と、シート本体１１の出射面１０ｂ側に埋め込まれ、出射面１０ｂ側に向かって広がる略くさび形部分１４とを備えている。
【００２２】
シート本体１１はアクリル等の光透過性の樹脂で形成されており、平坦な入射面１０ａを形成するとともに、後述するように略くさび形部分１４と平坦な出射面１０ｂを形成する。
【００２３】
次に略くさび形部分１４について説明する。略くさび形部分１４はＵＶ硬化性樹脂等の光透過性の樹脂で形成されている。略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２はシート本体１１の屈折率Ｎ１と大きく相違することはなく、シート本体１１の屈折率Ｎ１に対する略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２の比の値Ｎ２／Ｎ１は０．９０から０．９７となっている。屈折率の高い樹脂および低い樹脂は高額であり、屈折率の比の値がこの範囲に入る場合、シート本体１１と略くさび形部分１４とを比較的安価な中程度の屈折率（好ましくは１．４０から１．５８の範囲）を有する樹脂によって形成することができるからである。
【００２４】
略くさび形部分１４は光拡散シート１０の高さ方向（図１において紙面の奥行き方向に）に伸び、光拡散シート１０の幅方向（図１において紙面の左右方向）に一定間隔Ｐをおいてシート本体１１の出射面側１０ｂに複数列埋め込まれている。本実施の形態においては、この略くさび形部分１４の出射面１０ｂ側の底面１７とシート本体１１の出射面１０ｂ側の端面１２によって光拡散シート１０の出射面１０ｂを形成しており、出射面１０ｂは入射面１０ａと同様に平坦な面となっている。
【００２５】
図１に示すように、略くさび形部分１４は出射面１０ｂ側に向かって広がる側面１５と、入射面１０ａ側の先端に配置され、入射面１０ａと平行な平坦面１６とを有している。略くさび形部分１４の断面は入射面１０ａ側（図１において上側）に向けて凸の略くさび形の形状となっている。なお、本実施の形態において、図１における略くさび形部分１４の断面形状は左右対称となっている。
【００２６】
略くさび形部分１４の側面１５は出射面１０ｂ側に向かうに従って入射面１０ａの垂線となす角度θ１，θ２，θ３が大きくなっていく複数の折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃから形成されている。本実施の形態において、この折れ面の数は３つとしている。
【００２７】
側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａの入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１は、入射面１０ａに対して垂直な入射光を全反射するような角度に決定される。すなわち、
ｓｉｎ（９０°−θ１）  ＞  Ｎ２／Ｎ１
となるように決定される。側面１５の傾斜角度が大きく相違しない場合、屈折させるよりも反射させる方が、拡散角度（出射光の出射面１０ｂの垂線に対する傾斜角度）を大きくすることができるためである（図８の反射光Ｌ８４、屈折光Ｌ８５）。
【００２８】
ここで、入射面１０ａに対して傾斜して入射された光までも全反射させようとすると、側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａの入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１は非常に小さくなる。一方で、図２に示すように側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａで全反射された、入射面１０ａに垂直な入射光Ｌ２１は、折れ面１５ａと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ１の２倍の角度θ２１だけ、入射面１０ａの垂線に対して拡散される。したがって、折れ面１５ａの入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１が小さいと、光拡散シート１０をＬＣＤやプロジェクションスクリーンに用いた際に最も光量の多い入射面１０ａに垂直な入射光の拡散角度を大きくさせることができない。このため、側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａの入射面１０ａの垂線に対してなす傾斜角度θ１は、入射面１０ａに垂直な入射光が全反射されることを条件とし、小さくなり過ぎないように決定される。
【００２９】
ただし、本実施の形態においては、上述したようにシート本体１１に対する略くさび形部分１４の屈折率の比の値Ｎ２／Ｎ１は０．９０から０．９７の範囲に設定される。このため、最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａが入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１の値を大きくすることができないので、拡散角度は最大で５０°程度としかならない。
【００３０】
このようなことから、側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａで全反射された入射光が、さらに側面１５において反射若しくは屈折されて拡散角度を大きくすることが望ましい。このために、略くさび形部分１４の側面１５は折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃから形成されており、各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃの入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１，θ２，θ３は出射面１０ｂ側に向かうに従って大きくなっている。この場合、上述したように、側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａで全反射された、入射面１０ａに対して垂直な入射光は、最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａが入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１の２倍の角度θ２１だけ、入射面１０ａの垂線に対して傾斜される。このため、このような光をさらに屈折または反射させる側面１５の折れ面は、角度θ１の２倍の角度θ２１より大きく、入射面１０ａの垂線に対して傾斜していなければならない。これらのことから、最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａで全反射された入射面１０ａに垂直な入射光を再度側面１５に入射させるためには、略くさび形部分１４の側面１５のうち最も出射面１０ｂ側の折れ面１５ｃと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ３は、最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ１の少なくとも２倍以上となっていることが好ましい。
【００３１】
上述したように屈折させるよりも反射させることにより拡散角度は大きくなるので、さらに拡散角度を大きくするために側面１５の各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃの幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４および入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度θ１，θ２，θ３を調節し、入射光を側面１５において２回以上全反射させることが有効である。入射面に垂直な入射光のうち２回以上全反射する光を０％とした場合、出射光の１／１０拡散角度（出射面の垂線に対してなす角度であって、その角度における輝度が出射光のピーク輝度の１／１０となる角度）が２５°から４０°となるのに対して、２回以上全反射する光を３％とした場合、出射光の１／１０拡散角度は７０°となった。このようにして、入射面に垂直な入射光のうち２回以上全反射する比率を種種変化させた結果、この比率が１％以上になるように側面１５の各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃの幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４および入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度θ１，θ２，θ３を調節することが好ましい。この場合、画像を横方向から見ても色ムラやコントラストの低下に違和感を覚えることはなかった。
【００３２】
このようにして入射光の拡散角度を大きくしていくと、図３に示すように拡散角度が約９０°となる光Ｌ３３が存在する一方で、さらに出射面１０ｂにおいて全反射する光Ｌ３２も存在する。このような光Ｌ３２は再び入射面１０ａ側に向かって進む迷光となり、観察者が映像を観察した場合のコントラストを悪化させることになる。
【００３３】
上述したように、略くさび形部分１４の側面１５の各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃの幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４および入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度θ１，θ２，θ３を調節することにより、拡散角度を変化させることができ、これにより出射面１０ｂにおいて全反射する光量を調整することができる。入射面１０ａの垂線に対して０°から３０°の範囲で入射された光のうち、出射面１０ｂで全反射される比率を０％となるように調節した場合、出射面１０ｂの垂線に対して８０°以上の角度から観察した画像は、出射面の正面から観察した画像と色合いが全く異なり、著しくコントラストが低下した。また、出射面１０ｂで全反射される比率を５％にした場合、全体的なコントラストの低下と、光利用効率の低下による照度の低下が顕著であった。一方、出射面１０ｂで全反射される比率を０．５％となるように調節した場合、出射面１０ｂの垂線に対して８０°以上の角度から観察した画像は、出射面の正面から観察した画像との色合いの違いやコントラストの低下による違和感を覚えることなく、また全体的なコントラストの低下および照度の低下も気にならなかった。このように全反射する光量を種種変化させた結果として、入射面１０ａの垂線に対して０°から３０°の範囲で入射された光のうち、出射面１０ｂで全反射される比率を０．１％から３％の範囲となるように調整されることが好ましい。
【００３４】
次に、略くさび形部分１４の側面１５において屈折する入射光について説明する。上述したように光拡散シート１０をＬＣＤやプロジェクションスクリーンに用いた場合に最も光量の多くなる入射面１０ａに垂直な入射光を複数回反射または屈折させるように側面１５を形成した場合、入射面１０ａの垂線に対して傾斜して入射する光（図９のＬ９３，Ｌ９４、図１０のＬ１０３，Ｌ１０４，Ｌ１０５）や、入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度の大きい側面１５に向けて入射する光（図８のＬ８５）の中には、全反射臨界角度以下の角度で略くさび形部分１４の側面１５に入射し、側面１５で屈折する光も存在する。図４に示すように、このような入射光のうち入射面１０ａの垂線に対する側面１５の傾斜方向と傾斜方向が逆の入射光Ｌ４１は側面１５で屈折して入射面１０ａに対して略垂直な方向に収束させられる傾向がある。図９および図１０に示すように、この傾向は入射面１０ａの垂線に対する入射光の傾斜角度が大きいほど、また側面１５の入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度が小さいほど顕著である。すなわち、略くさび形部分１４の側面１５に入射する光のうち、図８に示すように入射面１０ａに対して垂直な光は反射または屈折されて拡散角度が大きくなる一方で、図９および図１０に示すように入射面１０ａに対してある程度傾斜した入射光の大部分は出射面１０ｂに垂直な方向に収束する傾向がある。
【００３５】
次に、略くさび形部分１４の平坦面１６について説明する。入射面１０ａに垂直な入射光であって、略くさび形部分１４の平坦面１６に入射する光Ｌ８１は、出射面１０ｂの一部をなす略くさび形部分１４の底面１７から角度を変えることなく出射される。また、シート本体１１の屈折率Ｎ１と略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２は大きく相違しないため、図９および図１０に示すようにシート本体１１から平坦面１６で屈折して略くさび形部分１４に入射する光Ｌ９１，Ｌ１０１，Ｌ１０２の入射面１０ａに対する傾斜角度は大きく変化しない。このため、図９に示すように、入射面１０ａに傾斜して入射する光のうち、傾斜角度の小さな光は略くさび形部分１４の底面１７から出射される（Ｌ９１）。すなわち、このような光は拡散されることなく、入射面に入射した角度と同一の角度で出射面１０ｂから出射される。一方で、上述したようにシート本体１１の屈折率Ｎ１と略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２は大きく相違しないため、側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａが入射面１０ａの垂線に対してなす角度θ１は大きくならない。したがって、入射面１０ａに傾斜して入射する光のうち傾斜角度の大きな光、すなわち側面１５の傾斜角度より大きく傾斜した光は略くさび形部分１４の側面１５からシート本体１１に再度入射し、その後反射または屈折され、拡散角度を大きくして出射する（Ｌ１０１）。
【００３６】
次にシート本体１１の端面１２について説明する。本実施の形態において端面１２は出射面１０ｂの一部をなし、端面１２に入射面１０ａから直接入射する光（Ｌ８６，Ｌ９５，Ｌ１０６）は入射面１０ａに入射した角度と同一の角度で出射面１０ｂから出射される。したがって、入射光が主に入射面１０ａに対して垂直な光から構成されている場合、出射面１０ｂの垂線に対して垂直な方向における輝度を高めることになる。これにより、出射面１０ｂに対して略垂直な方向において輝度が最大となる、すなわち、観察者がシートの正面から最も明るく映像を見ることができる理想的な光拡散シート１０を得ることができる。
【００３７】
上述してきたように、入射面１０ａに垂直な入射光を複数回反射または屈折させるように略くさび形部分１４の側面１５を形成した場合、側面１５により入射面１０ａに垂直な入射光の拡散角度は大きくなるが、入射面１０ａに対して傾斜した入射光は側面１５により出射面１０ｂに垂直な方向に収束させられる傾向がある。したがって、入射光が傾斜した光を多く含む場合には、逆に出射光の出射面１０ｂに垂直な方向における輝度が高くなり、入射光を広範囲に拡散することができなくなる。一方で、入射面１０ａから略くさび形部分１４の平坦面１６に傾斜して入射する光のうち、傾斜角度の大きな光は拡散角度を大きくして出射され、それ以外の傾斜角度の小さな光は入射面１０ａに入射した角度と同一の角度で出射面１０ｂから出射される。したがって、ＬＣＤに用いた場合のように、入射光が入射面１０ａに対してある程度傾斜した光を多く含む場合、本実施の形態のように略くさび形部分１４に水平面１６を設けることにより、出射面１０ｂに垂直な方向における輝度を抑え、入射光を広範囲の傾斜角度にさらに拡散することができる。なお、垂直入射光による垂直方向の輝度の増加を防止するため、水平面１６の断面長さＷは略くさび形部分１４の配置間隔Ｐを考慮したうえで決定されるべきである。特に、通過する光の光路が類似するシート本体１１の端面１２の幅Ｗ５を減ずることが、垂直方向に輝度を集中させないために有効である。
【００３８】
図１に示す光拡散シート１０の略くさび形部分１４の平坦面１６の断面長さＷと、略くさび形部分１４の配置間隔Ｐとの比を種種変更し、光を入射した場合の１／２拡散角度（出射面の垂線に対してなす角度であって、その角度における輝度がピーク輝度の１／２となる角度）の測定結果を表１に示す。なお、入射光はＬＣＤから出射される映像光を想定して、入射面１０ａの垂線に対して０°から３０°傾斜して入射し、入射面１０ａに垂直な方向の輝度が最も高く、入射面１０ａの垂線に対する角度が増すに従って輝度が徐々に減少するようにした。すなわち入射光の１／２拡散角度は１５°である。
【表１】
2005157216.tif 000003
【００３９】
表１から理解できるように、略くさび形部分１４の平坦面１６を設けることにより、１／２散角度は大きくなるが、略くさび形部分１４の配置間隔Ｐに対する水平面１６の断面長さＷが一定以上となると１／２拡散角度が減少してくる。これは、水平面１６の断面長さＷが一定以上となると、図１０に示すように、入射面１０ａに対して大きく傾斜して入射した光Ｌ１０２も、側面１５からシート本体１１に再度入射することなく、入射面１０ａに入射した角度と同一の角度で出射面１０ｂ（底面１７）から出射されるようになるからである。すなわち、水平面１６の断面長さＷを大きくしていくと、略くさび形部分１４の水平面１６に入射して出射面１０ｂから出射される光の輝度分布は入射光の輝度分布に近似されてくる。
【００４０】
これらのことから、入射光が入射面１０ａに対してある程度傾斜した光を含む場合に、出射面１０ｂに垂直な方向における輝度を抑え、入射光を広範囲の拡散角度にさらに拡散させるためには、略くさび形部分１４の平坦面１６の断面長さＷと略くさび形部分１４の配置間隔Ｐとの関係を調節することが有効である。このとき、Ｗ＝０．１Ｐ〜０．２Ｐとなるように調節されることが好ましい。この場合、表１における１／２拡散角度が大きくなることから理解できるように、観察者が光拡散シート１０の正面以外の方向からも充分な明るさで映像を見ることができる。
【００４１】
また、出射面１０ｂに対して略垂直な方向における輝度を抑えるとともに、さらに正面以外の方向における輝度を高めたい場合には、略くさび形部分１４の樹脂中に拡散材（図示せず）を分散させてもよい。拡散材は略くさび形部分１４を構成する光透過性樹脂と異なる屈折率の樹脂、例えばスチレンからなり略球状に形成される。略くさび形部分１４への入射光は、拡散材により屈折または反射されて光拡散シート１０の幅方向および高さ方向に拡散される。これにより、出射面１０ｂに対して略垂直な方向の輝度は低くなり、正面以外の方向における輝度を高めることができる。また、各拡散角度における出射光の輝度の変化を滑らかにすることができる。
【００４２】
また、このような光拡散シート１０をプロジェクションスクリーンに用いる場合には、図５に示すように、略くさび形部分１４に光吸収粒子１９を分散させることが有効である。光吸収粒子１９は黒色アクリル等からなる光吸収作用を有する粒子であって、例えば大きな球形状となっている。このような光吸収粒子１９は出射面１０ｂから入射される外光を吸収するので、よりハイコントラストな映像を観察者に提供することができる。
【００４３】
一方で、プロジェクションスクリーンの投射装置からの光拡散シート１０への入射光は上述したように通常入射面１０ｂに対して略垂直となっている。この場合、図８に示すように略くさび形部分１４の側面１５に入射する光Ｌ８２，Ｌ８３，Ｌ８４の大部分は全反射し、側面１５で屈折して略くさび形部分１４へ入射する光Ｌ８５はわずかである。また、略くさび形部分１４の平坦面１６の断面長さＷを短くすることにより、略くさび形部分１４に入射する光量は少なくなる。したがって、プロジェクションスクリーンの投射装置からの入射光が略くさび形部分１４に分散された光吸収粒子１９に大量に吸収されて、光拡散シート１０の透過率を著しく下げてしまうことはない。
【００４４】
また、上述したように入射面１０ａに垂直な入射光のうち、屈折して略くさび形部分１４に入射するのは、側面１５のうち入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度の大きい出射面１０ｂ側の折れ面（本実施の形態の場合においては折れ面１５ｃ）に入射する光Ｌ８５だけである（図８）。したがって、粒径の大きい光吸収粒子１９を用いれば、図５に示すように略くさび形部分１４の側面１５のうち出射面１０ｂ側の折れ面近傍に光吸収粒子１９が配置されることはなく、略くさび形部分１４の側面１５で屈折して略くさび形部分１４に入射する光Ｌ８５を吸収することはない。これによって、光拡散シート１０の透過効率の低下をさらに防止することができる。
【００４５】
以上のように本実施の形態によれば、シート本体１１に埋め込まれた略くさび形部分１４の側面１５の各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃの幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４と入射面１０ａの垂線に対する傾斜角度θ１，θ２，θ３とを調節することにより、シート本体１１の屈折率Ｎ１と略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２とを大きく相違させることなく、入射光を広範囲の拡散角度に拡散させて出射面から出射することができる。また、各拡散角度における出射光の輝度の変化を滑らかとなるように調整することができる。
【００４６】
また、略くさび形部分１４の先端に平坦面１６を設け、略くさび形部分１４の配置間隔Ｐに対して平坦面１６の断面長さＷを調節することにより、入射面１０ａに対して傾斜して入射した光を拡散させることができる。
【００４７】
さらに、シート本体１１の屈折率Ｎ１と略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２を大きく変える必要がないため、光拡散シート１０を安価に製造することができる。
【００４８】
さらにまた、光拡散シート１０の入射面１０ａが平坦であるため、接着剤等によりＬＣＤ画面等に貼り付けても拡散効率を下げることはない。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、シート本体と略くさび形部分とによって光拡散シートを形成したが、これに限られない。さらに光拡散シート１０の拡散効率を上げるため、図６に示すように、シート本体１１の出射面１０ｂ側に補助拡散層２１をさらに設けてもよい。この場合、光拡散シート１０の出射面１０ｂは補助拡散層２１によって形成される。補助拡散層２１はアクリル系ＵＶ硬化樹脂等からなる光透過性の樹脂層２２と、樹脂層２２と異なる屈折率の樹脂からなる補助拡散材２３とからなる。補助拡散材２３はアクリル、スチレン、メラシン、シリカ、シリコーン等からなり、例えば略球状に形成されている。これにより、補助拡散層２１へ入射する光は補助拡散材２３によって屈折または反射されて光拡散シート１０の幅方向および高さ方向に拡散される。また、光拡散シート１０の出射面１０ｂの垂線に対する各角度における出射光の輝度を滑らかに変化させることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、光拡散シート１０の高さ方向に伸びる略くさび形部分１４が光拡散シート１０の幅方向に一定間隔をおいて配置された例を示したが、これに限られない。例えば、光拡散シート１０の幅方向に伸びる略くさび形部分１４が光拡散シート１０の高さ方向に一定間隔をおいて配置されてもよい。この場合、入射光は光拡散シート１０の高さ方向に大きく拡散される。さらには、高さ方向および幅方向に伸びる略くさび形部分１４がそれぞれ光拡散シート１０の幅方向および高さ方向に一定間隔をおいて格子状に配置されてもよいし、略円錐形状を有する略くさび形部分１４が光拡散シート１０の幅方向および高さ方向に一定間隔をおいて配置されてもよい。この場合入射光は光拡散シート１０の幅方向および高さ方向の両方向に大きく拡散される。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、略くさび形部分１４の側面１５を３つの折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって形成した例を示したが、これに限られず、３つ以外の複数の折れ面から形成してもよい。さらには、折れ面の数を無限大として、図７に示すように側面１５を曲面として形成してもよい。
［実施例］
【００５２】
入射光がシート本体１１内を図８乃至図１０に示す光路を進み、広角度に入射光を拡散することができる光拡散シートを以下のように形成した。
【００５３】
シート本体１１は屈折率Ｎ１が１．５５のエポキシアクリレートで形成し、略くさび形部分１４は屈折率Ｎ２が１．４８のウレタンアクリレートで形成した。すなわち、シート本体１１の屈折率Ｎ１に対する、略くさび形部分１４の屈折率Ｎ２の比の値は略０．９５となる。略くさび形部分１４は光拡散シート１０の高さ方向に伸び、幅方向に一定間隔をおいて配置した。略くさび形部分１４の側面１５は３つの折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃから形成し、側面１５の各折れ面１５ａ，１５ｂ，１５ｃと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ１，θ２，θ３は出射面１０ｂ側に近づくのに従って大きくなっている。図１における略くさび形部分１４およびシート本体１１の各寸法および各角度は以下のようにした。
【００５４】
Ｐ＝２３μｍ
Ｗ＝３μｍ
Ｗ２＝３μｍ
Ｗ３＝１．５μｍ
Ｗ４＝２μｍ
Ｗ５＝７μｍ
θ１＝８°
θ２＝１６°
θ３＝２５°
すなわち、略くさび形部分１４の側面１５のうち最も出射面１０ｂ側の折れ面１５ｃと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ３は、略くさび形部分１４の側面１５のうち最も入射面１０ａ側の折れ面１５ａと入射面１０ａの垂線とがなす角度θ１の３倍以上となっている。また、略くさび形部分１４の平坦面１６の断面長さＷと、各くさび形部分１４の配置間隔Ｐとは、Ｗ≒０．１３Ｐの関係となる。
【００５５】
また、シート本体１１の出射面１０ｂ側には、補助拡散層２１をさらに設けた。補助拡散層２１の樹脂層２２は屈折率が１．４９のＵＶ硬化樹脂から形成した。樹脂層に分散させる補助拡散材は屈折率が１．５９のスチレンから形成した。補助拡散材は略球状とし、その直径は３μｍから７μｍとした。
【００５６】
このような構成からなる光拡散シート１０に光を入射させた場合の、出射面の垂線に対する各角度における出射光の輝度分布を図１１に示す。なお、入射光はＬＣＤから出射される映像光を想定して、図１１において点線で示すように、入射面１０ａの垂線に対して０°から３０°傾斜して入射し、入射面１０ａに垂直な方向の輝度が最も高く、入射面１０ａの垂線に対する角度が増すに従って輝度が徐々に減少するようにした。
【００５７】
図１１に示すように、出射光は出射面１０ａに垂直な方向で最も輝度が最大となり、出射面の垂線に対する角度が大きくなるに従って輝度は滑らかに減少している。
【００５８】
図８に示すように、入射面１０ａに垂直な光であって略くさび形部分１４の側面１５に入射する光は広角度に拡散されている。
【００５９】
図９および図１０に示すように、入射面１０ａに対する入射光の傾斜角度が大きくなるのに従い、出射光は逆に出射面１０ａに略垂直な方向に収束している。
【００６０】
また、入射光のうち出射面１０ａで全反射される比率は２％であり、入射面１０ａに垂直な入射光のうち略くさび形部分１４の側面１５で２回以上全反射する比率は１．５％以上であった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による光拡散シートの一実施の形態の断面図。
【図２】光拡散シートに入射面に垂直な光が入射した場合の光路を示す図。
【図３】光拡散シートに光が入射した場合の光路を示す図。
【図４】光拡散シートの略くさび形部分の側面で屈折する光の光路を示す図。
【図５】略くさび形部分に光吸収粒子を分散させた状態を示す図。
【図６】光拡散シートの変形例を示す図。
【図７】略くさび形部分の変形例を示す図。
【図８】図１に示す光拡散シートに入射面の垂線に垂直な光が入射した場合の光路を示す図。
【図９】図１に示す光拡散シートに入射面の垂線に対して１０°傾斜した光が入射した場合の光路を示す図。
【図１０】図１に示す光拡散シートに入射面の垂線に対して２０°傾斜した光が入射した場合の光路を示す図。
【図１１】光拡散シートに光を入射させた場合の、出射面の垂線に対する各角度における輝度の分布を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１０  光拡散シート
１０ａ  入射面
１０ｂ  出射面
１１  シート本体
１４  略くさび形部分
１５  側面
１５ａ  折れ面
１５ｂ  折れ面
１５ｃ  折れ面
１６  平坦面
１９  光吸収粒子
２１  補助拡散層
Ｗ  長さ
Ｐ  配置間隔
Ｗ２  幅
Ｗ３  幅
Ｗ４  幅
Ｗ５  幅
θ１  角度
θ２  角度
θ３  角度
【図１】
2005157216.tif 000004
【図２】
2005157216.tif 000005
【図３】
2005157216.tif 000006
【図４】
2005157216.tif 000007
【図５】
2005157216.tif 000008
【図６】
2005157216.tif 000009
【図７】
2005157216.tif 000010
【図８】
2005157216.tif 000011
【図９】
2005157216.tif 000012
【図１０】
2005157216.tif 000013
【図１１】
2005157216.tif 000014